海上風(fēng)電機(jī)組固定式支撐結(jié)構(gòu)環(huán)境敏感性分析及極限工況下的一體化設(shè)計(jì)?

王宇航 唐浩淵 鄒亮 周揚(yáng) 張杰 鄧然 帥富文 王文玲

(1.重慶大學(xué)土木工程學(xué)院 400045；2.中國(guó)船舶重工集團(tuán)海裝風(fēng)電股份有限公司 重慶400045)

引言

隨著全球化石能源枯竭、氣候變暖以及空氣污染的日益加劇，環(huán)境問(wèn)題受到人們?cè)絹?lái)越多的重視，采用清潔、高效的能源成為必然的趨勢(shì)。風(fēng)電能源是一種無(wú)污染、可再生的新能源，相比傳統(tǒng)石油、煤炭等不可再生資源優(yōu)勢(shì)明顯。風(fēng)電能源主要分為陸上風(fēng)電能源和海上風(fēng)電能源兩類。與陸上風(fēng)電能源相比，海上風(fēng)電能源由于具有不占用土地資源、風(fēng)速高、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)開(kāi)始受到國(guó)家能源主管部門(mén)和行業(yè)的廣泛關(guān)注。由于海上風(fēng)機(jī)及其吊裝、基礎(chǔ)、海上升壓站、海纜、風(fēng)電場(chǎng)維護(hù)的費(fèi)用都遠(yuǎn)高于陸上風(fēng)電場(chǎng)，其經(jīng)濟(jì)性較差，需要大量財(cái)政補(bǔ)貼。國(guó)外新能源發(fā)展過(guò)程表明，國(guó)家和公眾不會(huì)長(zhǎng)期承擔(dān)高額的電價(jià)補(bǔ)貼。因此，如果海上風(fēng)電的經(jīng)濟(jì)性不能與傳統(tǒng)能源相提并論，大批量應(yīng)用的目標(biāo)就難以實(shí)現(xiàn)[1]。

與陸上風(fēng)電機(jī)組不同的是，除風(fēng)荷載外海上風(fēng)機(jī)還同時(shí)受到波浪和海流荷載的作用，因此，海上風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)往往由整機(jī)廠商和設(shè)計(jì)院共同協(xié)作完成。以塔筒底部法蘭為界，由整機(jī)廠商負(fù)責(zé)法蘭以上部分包括風(fēng)機(jī)及塔筒的設(shè)計(jì)，法蘭以下的基礎(chǔ)部分由設(shè)計(jì)院進(jìn)行設(shè)計(jì)完成。由整機(jī)廠商提供塔筒底部法蘭截面的截面內(nèi)力，作為設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時(shí)的外部荷載，在設(shè)計(jì)過(guò)程中存在上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的安全系數(shù)不統(tǒng)一、忽略了風(fēng)荷載和波浪荷載間的相互影響等問(wèn)題，與風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)實(shí)際受荷情況有差異。

在海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的成本占總造價(jià)的比例較高。根據(jù)海上風(fēng)電場(chǎng)不同的場(chǎng)區(qū)水文、地質(zhì)條件、使用要求，選用不同的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，是保證海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。多樣的結(jié)構(gòu)形式、復(fù)雜的海洋環(huán)境條件等因素使得基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)研發(fā)和設(shè)計(jì)成為海上風(fēng)電領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)。了解各類環(huán)境、荷載參數(shù)對(duì)不同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，便可根據(jù)環(huán)境、荷載條件對(duì)風(fēng)機(jī)機(jī)位、基礎(chǔ)形式做出合理的選擇。

本文通過(guò)變化各類環(huán)境、荷載參數(shù)，對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，探究各類環(huán)境、荷載參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律及程度。采用Bladed和Sesam軟件建立風(fēng)機(jī)-塔筒-基礎(chǔ)的一體化模型，在模型上同時(shí)施加風(fēng)荷載和波浪荷載進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)極限工況下的海上固定式風(fēng)電機(jī)組一體化設(shè)計(jì)，并將其與傳統(tǒng)迭代設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，證實(shí)了一體化設(shè)計(jì)方法在降低基礎(chǔ)截面內(nèi)力和材料用量方面的優(yōu)勢(shì)。

1 荷載計(jì)算

海上風(fēng)機(jī)所處環(huán)境復(fù)雜，除受到自身重力作用外，還受到風(fēng)、浪等多種環(huán)境荷載作用，本文按照海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《Design Requirements for Offshore Wind Turbines:IEC61400-3》[2]中的要求，對(duì)風(fēng)電機(jī)組所受荷載進(jìn)行了計(jì)算。

1.1 風(fēng)荷載

風(fēng)機(jī)葉片和塔筒受到風(fēng)荷載的作用。風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中受到的氣動(dòng)荷載采用葉素-動(dòng)量理論[4]進(jìn)行計(jì)算，該理論將葉片分成若干段葉素，每段葉素所受的力由氣流流過(guò)葉素掃掠面后的動(dòng)量減少量確定。計(jì)算塔筒所受的風(fēng)荷載時(shí)，可將塔筒分為若干微元，按式(1)積分進(jìn)行計(jì)算[3]:

式中:Ft為作用在塔筒上的風(fēng)荷載；ρ為空氣密度；Cd為阻力系數(shù)；Vn為法向相對(duì)速度。

1.2 波浪荷載

波浪荷載采用Morison方程[5]進(jìn)行計(jì)算，該方法認(rèn)為當(dāng)樁體直徑較小時(shí)，其所受的波浪力取決于水質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度，并且受到樁體直徑的影響，一般適用于D/L＜0.2的情況:

式中:F為作用在單位構(gòu)件長(zhǎng)度上的力；Cd為拖拽力系數(shù)；Cm為慣性力系數(shù)；ρ為水的密度；D為構(gòu)件直徑；A為構(gòu)件的截面面積；U為水流速度垂直于構(gòu)件方向的分量；U·為水流加速度垂直于構(gòu)件方向的分量。

1.3 樁土相互作用

海上風(fēng)機(jī)是一種受傾覆力為主的高聳結(jié)構(gòu)，樁身易產(chǎn)生較大的變形。土體的非線性特點(diǎn)不能被忽略，故海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)過(guò)程中樁土的相互作用常采用p-y曲線[6]的方法進(jìn)行考慮。即將土體簡(jiǎn)化為沿樁身分布的非線性彈簧，p-y曲線反應(yīng)的是樁身和土體間的水平作用力與樁身的水平位移間的關(guān)系，同時(shí)樁身受到的側(cè)摩阻力和樁端支撐力采用t-z曲線和Q-z曲線進(jìn)行計(jì)算。

2 環(huán)境敏感性分析

2.1 參數(shù)取值

中船重工大連市莊河海域海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)工程中單樁基礎(chǔ)和導(dǎo)管架基礎(chǔ)如圖1、圖2所示?；A(chǔ)的初始環(huán)境、荷載參數(shù)見(jiàn)表1、表2和表3。對(duì)基礎(chǔ)頂部彎矩、波高、波浪周期、海流速度、海水深度、淤泥層厚度進(jìn)行了參數(shù)敏感性分析，計(jì)算時(shí)以該工程的環(huán)境、荷載參數(shù)為基準(zhǔn)，每次僅改變其中一個(gè)參數(shù)的取值，其余參數(shù)保持不變，進(jìn)行荷載計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，得到一個(gè)該參數(shù)取值下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果，并將其作為后續(xù)敏感性分析的依據(jù)。

圖1 導(dǎo)管架基礎(chǔ)模型示意Fig.1 Schematic diagram of jacket

圖2 單樁基礎(chǔ)模型示意Fig.2 Schematic diagram of monopile

表1 基礎(chǔ)頂部荷載初始值Tab.1 Initial value of the load at the top of foundations

表2 單樁基礎(chǔ)波浪及海流初始值Tab.2 Initial value of waves and currents of monopile

表3 導(dǎo)管架基礎(chǔ)波浪及海流初始值Tab.3 Initial value of waves and currents of jacket

2.2 敏感性評(píng)價(jià)

因各個(gè)參數(shù)的數(shù)量級(jí)相差較大，單位也不相同，僅通過(guò)曲線的斜率難以比較各個(gè)參數(shù)的敏感性，故采用敏感度系數(shù)SAF來(lái)衡量各參數(shù)的敏感性，敏感度系數(shù)的絕對(duì)值越大，則對(duì)該參數(shù)的變化越敏感，敏感度系數(shù)為評(píng)價(jià)指標(biāo)的變化率與不確定因素變化率的比值[7]:

式中:ΔA/A為評(píng)價(jià)指標(biāo)的變化率；ΔF/F不確定因素的變化率。

計(jì)算敏感度系數(shù)時(shí)以該工程的荷載、環(huán)境參數(shù)取值為初始值，將基礎(chǔ)用鋼量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，各參數(shù)作為不確定因素，因?yàn)槊總€(gè)參數(shù)改變的值較多，且經(jīng)過(guò)試算發(fā)現(xiàn)不同變化值計(jì)算得到的該參數(shù)的敏感度系數(shù)差別不大，故只列出了參數(shù)變化的最大值和最小值及其對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)用鋼量計(jì)算得到的敏感度系數(shù)來(lái)進(jìn)行比較，經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算后得到的單樁基礎(chǔ)和導(dǎo)管架基礎(chǔ)的各參數(shù)的敏感度系數(shù)見(jiàn)表4。

表4 各參數(shù)的敏感度系數(shù)Tab.4 Sensitivity coefficient of each parameter

為更加直觀地比較各參數(shù)的敏感性，以參數(shù)的變化率為橫坐標(biāo)，縱坐標(biāo)分別為各個(gè)參數(shù)取值下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果的基礎(chǔ)用鋼量及主要控制內(nèi)力，單樁基礎(chǔ)為泥面處截面彎矩，導(dǎo)管架基礎(chǔ)主要通過(guò)支腿的整體受力抵抗整體的傾覆力矩，故導(dǎo)管架基礎(chǔ)以支腿泥面處截面的最大軸力為縱坐標(biāo)，并將各個(gè)參數(shù)變化導(dǎo)致的基礎(chǔ)用鋼量及內(nèi)力的變化繪制在同一張圖中，如圖3、圖4所示。

從表4、圖3、圖4中可以看出，對(duì)于單樁基礎(chǔ)，最敏感的參數(shù)為基礎(chǔ)頂部彎矩和海水深度，敏感度系數(shù)分別為0.760和0.726；其次較敏感的參數(shù)為波高，敏感度系數(shù)為0.204；較不敏感的參數(shù)為淤泥層厚度和海流速度，敏感度系數(shù)分別為0.096和0.031；波浪周期表現(xiàn)出了與其他參數(shù)不同的特點(diǎn)，當(dāng)波浪周期取值較小時(shí)，波浪的波長(zhǎng)變短，波浪會(huì)發(fā)生破碎，破碎波與非破碎波的計(jì)算方法和結(jié)果均有較大差異。本文僅研究了非破碎波情況下的波浪周期對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的影響，該情況下的最小波浪周期已大于結(jié)構(gòu)自振周期，所以隨著波浪周期的增加，結(jié)構(gòu)的用鋼量逐漸減小，并且其在與結(jié)構(gòu)自振周期較為接近時(shí)敏感度較高為-0.107，而當(dāng)波浪周期逐漸遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)自振周期時(shí)，波浪周期對(duì)基礎(chǔ)用鋼量的影響逐漸降低，敏感度系數(shù)僅為-0.017。

圖3 各參數(shù)對(duì)基礎(chǔ)用鋼量的影響Fig.3 Effect of each parameter on steel consumption

圖4 各參數(shù)對(duì)基礎(chǔ)主要控制內(nèi)力的影響Fig.4 Effect of each parameter on main internal force

對(duì)于導(dǎo)管架基礎(chǔ)，參數(shù)變化對(duì)基礎(chǔ)用鋼量的影響與單樁基礎(chǔ)相比并不完全相同，最敏感的參數(shù)為波高，敏感度系數(shù)達(dá)到了1.044；其次為基礎(chǔ)頂部彎矩和海水深度，敏感度系數(shù)分別為0.677和0.621；較不敏感的參數(shù)為海流速度和淤泥層厚度，敏感度系數(shù)分別為0.190和0.173；波浪周期同樣表現(xiàn)出了接近結(jié)構(gòu)自振周期時(shí)，其變化對(duì)基礎(chǔ)用鋼量會(huì)產(chǎn)生較大影響的特點(diǎn)，敏感度系數(shù)為-0.240，而當(dāng)波浪周期逐漸遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)自振周期時(shí)，其敏感度系數(shù)僅為-0.030。

除海水深度和淤泥層厚度以及導(dǎo)管架基礎(chǔ)的波高外，其余參數(shù)對(duì)基礎(chǔ)主要控制內(nèi)力的影響規(guī)律與用鋼量相比基本相似，因?yàn)楹Ｋ疃群陀倌鄬雍穸瘸绊懟A(chǔ)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力外，還會(huì)影響基礎(chǔ)的幾何尺寸，而波高的增加會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)管架基礎(chǔ)中桿件的局部彎矩增加，均會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的用鋼量增加。通過(guò)比較單樁基礎(chǔ)和導(dǎo)管架基礎(chǔ)的敏感度系數(shù)發(fā)現(xiàn)，除基礎(chǔ)頂部彎矩這個(gè)參數(shù)外，其余參數(shù)導(dǎo)管架基礎(chǔ)的敏感度系數(shù)均高于單樁基礎(chǔ)的敏感度系數(shù)，可見(jiàn)導(dǎo)管架基礎(chǔ)對(duì)環(huán)境參數(shù)變化更加敏感，并且隨著參數(shù)變化率的逐漸增大，基礎(chǔ)用鋼量的變化速度也逐漸加快。

3 極限工況下的一體化設(shè)計(jì)

3.1 傳統(tǒng)迭代設(shè)計(jì)方法

傳統(tǒng)迭代設(shè)計(jì)方法中，以塔筒底部截面為界，計(jì)算上部風(fēng)機(jī)荷載及塔筒所受荷載時(shí)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)用塔筒底部的剛度矩陣代替，僅建立風(fēng)機(jī)和塔筒的模型進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算得到的塔筒底部截面內(nèi)力作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的外部荷載施加在基礎(chǔ)頂部，并考慮其與其他波浪海流等荷載的組合，進(jìn)行下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，各項(xiàng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)及組合方法采用《海上風(fēng)電場(chǎng)工程風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(NBT 2010105—2018)[8]中的方法:

式中:Sd為承載能力極限狀態(tài)下作用組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值；γGi為第i個(gè)永久作用荷載的分項(xiàng)系數(shù)；Gik為第i個(gè)永久作用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；γP為預(yù)應(yīng)力的分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)預(yù)應(yīng)力效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)取1.0，不利時(shí)取1.2；P為結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力的標(biāo)準(zhǔn)值；γQ1、γQj分別為第1個(gè)和第j個(gè)可變作用荷載分項(xiàng)系數(shù)；Q1k為主導(dǎo)可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值；ψ0為可變作用的組合系數(shù)，可取0.7；Qjk為第j個(gè)可變荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值；永久作用荷載的分項(xiàng)系數(shù)和變作用荷載分項(xiàng)系數(shù)根據(jù)不同的荷載類型取值為1.10～1.50。

3.2 一體化設(shè)計(jì)方法

一體化設(shè)計(jì)時(shí)，采用Bladed和Sesam軟件建立風(fēng)機(jī)-塔筒-基礎(chǔ)的一體化有限元模型，塔筒與基礎(chǔ)部分均采用梁?jiǎn)卧M(jìn)行建模，土體采用p-y曲線法進(jìn)行考慮，根據(jù)規(guī)范IEC61400-3[2]中的要求同時(shí)施加風(fēng)、浪、流荷載，整體進(jìn)行荷載計(jì)算，荷載的計(jì)算方法已在第1節(jié)中進(jìn)行了介紹，上部風(fēng)機(jī)和塔筒所受的荷載與下部基礎(chǔ)所受的荷載之間不再是通過(guò)傳統(tǒng)迭代方法中的采用組合系數(shù)的方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的線性疊加，而是在同一個(gè)模型中進(jìn)行計(jì)算求解，荷載安全系數(shù)則是按照標(biāo)準(zhǔn)IEC61400-3[2]中的要求，根據(jù)不同的工況及荷載類型取值為1.10～1.50。

3.3 設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)比

傳統(tǒng)迭代設(shè)計(jì)方法中根據(jù)不同的荷載類型進(jìn)行荷載分項(xiàng)系數(shù)的取值，且各個(gè)可變荷載之間需考慮組合系數(shù)；一體化設(shè)計(jì)方法則是根據(jù)不同的工況及荷載類型進(jìn)行取值，因模型中同時(shí)施加了各個(gè)環(huán)境荷載進(jìn)行計(jì)算，所以不用考慮各個(gè)荷載間的組合系數(shù)，并且這樣更加符合風(fēng)機(jī)的實(shí)際受荷情況。兩種方法的荷載組合方法雖然不同，但是極限工況下的安全系數(shù)取值相同，一體化設(shè)計(jì)方法所得設(shè)計(jì)結(jié)果的可靠度可以得到保證。

將兩種方法計(jì)算得到的構(gòu)件內(nèi)力以及基礎(chǔ)用鋼量進(jìn)行對(duì)比，用鋼量結(jié)果見(jiàn)表5，比較單樁基礎(chǔ)其泥面處至塔筒底部段的主要控制內(nèi)力彎矩和剪力，結(jié)果如圖5所示。

表5 基礎(chǔ)用鋼量Tab.5 Steel consumption of monopile and jacket

圖5 單樁基礎(chǔ)主要內(nèi)力隨截面標(biāo)高變化Fig.5 Variation of main internal force of monopile with section elevation

從圖5中可以看出，采用一體化設(shè)計(jì)方法得到的截面彎矩與傳統(tǒng)迭代設(shè)計(jì)方法的結(jié)果相比有明顯降低，降低幅度約為19%；而剪力在泥面處雖略有增加，但在其他截面變化不大，而且剪力與彎矩相比較小，剪力的變化對(duì)結(jié)構(gòu)用鋼量影響相對(duì)較小，最終的設(shè)計(jì)結(jié)果中一體化設(shè)計(jì)方法得到單樁基礎(chǔ)用鋼量可降低9.5%。

導(dǎo)管架基礎(chǔ)主要是通過(guò)支腿的協(xié)同受力抵抗整體的傾覆彎矩，支腿是導(dǎo)管架基礎(chǔ)中的主要受力桿件，比較受力最大的支腿的截面內(nèi)力變化，如圖6所示。

圖6 導(dǎo)管架基礎(chǔ)受力最大支腿截面內(nèi)力隨截面標(biāo)高變化Fig.6 Variation of main internal force of jacket leg with section elevation

從圖6中可以看出，一體化設(shè)計(jì)方法得到的支腿截面內(nèi)力均有明顯的降低，軸力降低幅度約為16%，剪力降低幅度約為28%，彎矩降低約為31%，隨著截面標(biāo)高的增高，內(nèi)力降低的幅度均逐漸減小趨近于0，最終的設(shè)計(jì)結(jié)果中一體化設(shè)計(jì)方法得到導(dǎo)管架基礎(chǔ)用鋼量可降低7.5%。

傳統(tǒng)迭代設(shè)計(jì)方法中，以塔筒底部截面為界，將上部風(fēng)機(jī)和塔筒與下部基礎(chǔ)分開(kāi)建模，分別計(jì)算其所受荷載，用塔筒底部的截面內(nèi)力進(jìn)行荷載的傳遞，這種做法不能很好地整體考慮兩者的工況組合，只是簡(jiǎn)單的用最大內(nèi)力代替各個(gè)復(fù)雜的工況，會(huì)遺失當(dāng)時(shí)的工況信息，最終讓不應(yīng)該疊加在一起的幾個(gè)極端條件在不經(jīng)意中疊加到了一起，使得設(shè)計(jì)載荷過(guò)于保守；一體化設(shè)計(jì)方法中通過(guò)建立風(fēng)機(jī)-塔筒-基礎(chǔ)的一體化模型，上部風(fēng)機(jī)和塔筒所受荷載與下部基礎(chǔ)所受的波浪海流荷載不再是將最大值進(jìn)行簡(jiǎn)單的線性疊加，而是將不同的風(fēng)機(jī)狀態(tài)與可能的環(huán)境場(chǎng)進(jìn)行組合，整體進(jìn)行風(fēng)機(jī)、塔筒、基礎(chǔ)的荷載分析和計(jì)算，計(jì)算結(jié)果也與風(fēng)電機(jī)組的實(shí)際受力情況更加接近。

4 結(jié)論

1.基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的用鋼量和截面內(nèi)力均與基礎(chǔ)頂部彎矩、波高、海流速度、海水深度成正相關(guān)。其中，與基礎(chǔ)頂部彎矩成線性正相關(guān)，而隨著波高、海流速度、海水深度的增加，基礎(chǔ)的用鋼量和截面內(nèi)力增長(zhǎng)速度逐漸加快。

2.對(duì)于本文所研究的莊河海域風(fēng)電場(chǎng)所處海況下的非破碎波，波浪周期大于結(jié)構(gòu)自振周期，基礎(chǔ)的用鋼量和截面內(nèi)力與波浪周期成負(fù)相關(guān)。隨著波浪周期的增大，逐漸遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)自振周期，波浪對(duì)結(jié)構(gòu)的作用隨之降低，兩者的相關(guān)性逐漸降低，基礎(chǔ)的用鋼量和截面內(nèi)力的降低速度逐漸減慢。

3.在淤泥層厚度較小(小于沖刷深度)時(shí)，因海床會(huì)受到水流沖刷的影響，淤泥層厚度對(duì)單樁基礎(chǔ)和導(dǎo)管架基礎(chǔ)的用鋼量影響很小。但隨著淤泥層厚度的增加(大于沖刷深度時(shí))，基礎(chǔ)的用鋼量也開(kāi)始隨著淤泥層厚度線性增加。

4.單樁基礎(chǔ)和導(dǎo)管架基礎(chǔ)均對(duì)基礎(chǔ)頂部彎矩和海水深度有較高的敏感性，導(dǎo)管架基礎(chǔ)的最敏感參數(shù)為波高。除基礎(chǔ)頂部彎矩外，其余參數(shù)的導(dǎo)管架基礎(chǔ)的敏感度系數(shù)均高于單樁基礎(chǔ)的敏感度系數(shù)，可見(jiàn)導(dǎo)管架基礎(chǔ)對(duì)于環(huán)境參數(shù)的變化更加敏感。

5.與傳統(tǒng)迭代設(shè)計(jì)方法的結(jié)果相比，采用一體化設(shè)計(jì)方法可明顯降低基礎(chǔ)的用鋼量和截面內(nèi)力。通過(guò)一體化設(shè)計(jì)，考慮風(fēng)浪荷載的耦合作用，避免荷載冗余及不合理工況的疊加，可明顯降低基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的材料用量，提高風(fēng)電場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)性。